Технология на запояване

Запояването, като една от технологиите за образуване на постоянни фуги, е уникален начин за свързване на голямо разнообразие от материали-метали, неметали, както и комбинации от метал с неметали (въглерод, сплав, високоскоростни стомана, цветни метали и техните сплави — мед, алуминий, твърди сплави, полупроводници, керамика и др.).

Качество на запоени фуги до голяма степен зависи от подготвителните операции: почистване на повърхности, нанасяне на покрития-основи, поставяне на спояващия материал, предварително сглобяване на продукта в крепежни елементи и тестване на режима на запояване.

Почистване на повърхности трябва да осигури отстраняването на оксиди и мастни замърсители, които предотвратяват капилярно изземване на материала на детайла и спойката. Почистването преди запояване се извършва по два метода — химически и механичен. Механичното почистване се използва за отстраняване на груби замърсявания (ръжда, оксиди и др.), А химическото почистване се използва за отстраняване на мазнини и леки замърсявания (избърсване с алкохоли — етил, бутил, метил, специални почистващи смеси). При химическо обезмасляване трябва да се вземе предвид необходимостта от последващо изплакване на състава.

Механичното почистване се извършва чрез абразивна струя (пясък, изстрел) за големи повърхности, метални четки, обработка на стругове, шлифовъчни машини. Отстраняването на прах е необходимо и след сухо взривяване. Запояването трябва да започне възможно най-скоро след почистването, за да се избегне повторното образуване на оксиди.

Нанасяне на покрития-основи използва се за подобряване на течливостта на спойката. Най -често се използват медни покрития. Стоманите, устойчиви на корозия, също са никелирани. Медните покрития се нанасят чрез запояване или електролитно отлагане.

Припой поставени или близо до пролуката под формата на тел, профилирано фолио, паста и т.н., или директно в пролуката. Друг начин е да се подаде спойката по време на процеса на запояване — ръчен или механизиран. Припоят се фиксира чрез залепване или заваряване.

При прилагане на спойка в пролуката, методът на електрическо отлагане е широко използван (за калай, титан, мед, различни сплави). Използва се и плазмено пръскане на покрития. При контактно-реактивно запояване фолио (или пръскано покритие) се поставя в пролуката, образувайки двойка контакт с метала на детайла.

За да се защитят повърхности, които не могат да бъдат запоени, се използват специални «стоп-паста» от силициев диоксид (Al2O3), графит, циркониев оксид и други.

Предварително фиксиране на части произведени за поддържане на определена празнина и относителното положение на частите. В този случай могат да се използват както разглобяеми връзки (монтаж в устройства, натискане), така и еднокомпонентни (разгаряне, сглобяване чрез точково, съпротивление или дъгова заварка).

Конструкции за запояване на съединения

Основните параметри на режима на запояване са:

• температура на запояване,

• скорост на отопление,

• задържане на време,

• сила на натиск (за запояване с прилагане на налягане),

• скорост на охлаждане.

Температура на запояване се определя въз основа на максимално допустимата стойност за запояване на тези материали, а спойката се избира така, че температурата на ликвидуса му да е с 20-50 градуса по-ниска от температурата на запояване.

Скорост на отопление от съществено значение за тънкостенни части. Определя се емпирично.

Задържане на време при температурата на запояване също се определя емпирично въз основа на факта, че тя трябва да осигури процеса на намокряне и разпръскване. В същото време не се препоръчва неоснователно да се увеличава стойността му, тъй като това може да доведе до ерозия на метала на детайла от действието на разтопен спойка.

Нагряването за топене на спойката може да се извърши по различни начини — ръчно (с помощта на горелки, поялници), в пещи, индуктивни и контактни методи.

След запояване трябва да се извърши почистване, което, като правило, се извършва на два етапа. Първият е премахването на отпадъците от запояване. Второто е отстраняване, за да се отстранят оксидните слоеве, образувани по време на процеса на спояване с флюс. Неспазването на агресивни остатъци от флюс може да отслаби спойките.

Тъй като повечето флюси за спойка са водоразтворими, най -добрият начин да ги премахнете е да изплакнете монтажа в гореща вода (50 градуса или повече). Най -добре е да потопите монтажа във вода, докато споените части са все още горещи. Ако е необходимо, потокът може леко да се втрие с телена четка. По -сложни методи за отстраняване на потока — фино ултразвуково почистване — могат да се използват за ускоряване на излагането на гореща вода или пара.

Понякога е необходимо да се отстрани флюсът от прегрятите части на спойката. В такива случаи потокът е напълно наситен с оксиди и става зелен или черен. В този случай той трябва да бъде отстранен с разреден разтвор на солна киселина (концентрация 25%, температура на нагряване 60-70 градуса, експозиция 0,5 … 2 минути). В този случай трябва да спазвате всички предпазни мерки при работа с киселини.

След като спойката се почисти от остатъци от флюс, оксидите се отстраняват. Най -добрите почистващи препарати са тези, препоръчани от производителя на спойката, използвана за спояване. Могат да се използват и киселинни разтвори, но азотната киселина например разрушава сребърните спойки по време на ецване.

След отстраняване на флюса и оксидите, споените фуги могат да бъдат подложени на редица други довършителни операции — полиране или консервиране на масло.

Дефекти по време на процеса на запояване, са подобни на заварените: не капещи, неметални включвания, пори и кухини, пукнатини. Не запояване може да възникне, когато пролуката и нагряването са неравномерни, когато няма достатъчно намокряне или няма изход за газ.

Неметалните включвания в споената фуга се появяват, когато спойката взаимодейства с кислорода, съдържащ се във въздуха, от взаимодействието на потока с метала на детайла при продължително нагряване и при лошо предварително почистване на повърхностите. Порите и кухините могат да се образуват с големи пропуски и ако разтворимостта на газовете намалее по време на кристализацията на заваръчния шев.

Пукнатините могат да бъдат резултат от термични напрежения при охлаждане на части или в резултат на образуване на крехки интерметални съединения.

При спазване на режима на запояване, цялостно почистване и осигуряване на оптимален хлабина между частите, които ще бъдат запоени, рискът от дефекти в запоените фуги се намалява значително.

Вижте също: Поялни щифтове и проводници